【正文】 IC制造商相繼推出一些用于LED顯示專用的IC驅(qū)動芯片，如TI公司推出的LED Driver等，這類芯片對原來通用驅(qū)動IC的集成度進(jìn)行了提高，使顯示屏的驅(qū)動電路設(shè)計(jì)簡捷方便，功能上也有所提高，但同時成本也相應(yīng)增加。2） 灰度控制技術(shù)LED顯示屏在進(jìn)行圖文顯示時，對同一基色采用級差間隔亮度，實(shí)現(xiàn)顏色的組合，一般可做到16級、64級、256級灰度。據(jù)業(yè)內(nèi)專家預(yù)測，今后幾年全球LED各類顯示屏(含全彩、偽彩、雙色、單色屏等 )需求將達(dá)到每年幾百億美元，且需求量還在逐年遞增。國內(nèi)同前已經(jīng)有針對上述問題而研制出的相應(yīng)LED點(diǎn)陣顯示系統(tǒng)，該系統(tǒng)由PC來控制顯示信息的發(fā)送。下位機(jī)采用匯編語言設(shè)計(jì)LED顯示系統(tǒng)的顯示程序，從而使單片機(jī)從上位機(jī)接收來的漢字字模點(diǎn)陣數(shù)據(jù)信息存放于一個數(shù)據(jù)鏈表中，并根據(jù)要求依次將要顯示的數(shù)據(jù)送到顯示部分，從而驅(qū)動16個二極管工作，通過二極管的亮滅來完成對漢字信息的顯示。而實(shí)際上經(jīng)常會遇到一些特殊要求的動態(tài)顯示，比如某些智能儀表幅值的條形顯示、廣告中廠家的商標(biāo)顯示等。具有高亮度、功耗低、引腳少、視角大、壽命長、耐濕、耐冷熱、耐腐蝕，色彩鮮艷，動態(tài)范圍廣，工作穩(wěn)定可靠等優(yōu)點(diǎn)，為眾多顯示媒體以及戶外作業(yè)顯示的理想選擇 。如果上位機(jī)與下位機(jī)直接通過數(shù)據(jù)線連接，則會帶來安裝不便，不能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳輸數(shù)據(jù)。全彩色視頻顯示屏把LED顯示屏的地位提升到一個全新的高度，達(dá)到了其它類型顯示屏難以匹敵的水平。我國的LED顯示屏產(chǎn)業(yè)基本上是在市場需求的引導(dǎo)下自主發(fā)展形成的，在我國LED顯示市場的拓展中，不乏以技術(shù)和產(chǎn)品引導(dǎo)市場的范例。由此可見，LED顯示屏正成為現(xiàn)代信息傳播的一種重要載體，已經(jīng)成為現(xiàn)代信息社會的一個閃亮標(biāo)志。實(shí)際上，收數(shù)據(jù)、圖像的信號源的制約，單純追求大數(shù)量級的灰度控制，在使用中實(shí)際價值是值得考慮的。LED專用驅(qū)動IC簡化了顯示屏系統(tǒng)設(shè)計(jì)的復(fù)雜程度，在一定程度上增強(qiáng)了顯示屏的功能，提高了整體的穩(wěn)定性，具有積極的意義。其主要表現(xiàn)為以下幾個方面：1） 維護(hù)不方便在控制室里根本不知道顯示屏是否出現(xiàn)信息顯示錯誤或某些LED發(fā)光管是否損壞等問題，也不知道信息顯示屏?xí)裁磿r候出現(xiàn)故障，因此只能要求維護(hù)人員定期去檢查和維修。3） 空間及可視性不好現(xiàn)有的LED顯示屏常要占用很大的空間，給顯示屏的安裝及維護(hù)帶來很多的不便。PLC的特點(diǎn)是可靠性高，I/O接口豐富，采用模塊化結(jié)構(gòu)，擴(kuò)展方便，安裝簡單等特點(diǎn)。（2）LED驅(qū)動模塊方案一：采用靜態(tài)鎖存方式，將每一個LED發(fā)光管的一端接至單片機(jī)的一個I/O口，另一端通過電阻接電源。方案三：采用串行EEPROM（如X5045等）存儲LED顯示屏要顯示的信息。方案三：通過網(wǎng)站上提供的短信發(fā)送功能來實(shí)現(xiàn)，比如新浪、網(wǎng)易都提供這方面的服務(wù)，這種方法是這4種方法中實(shí)現(xiàn)起來最簡單，所需資源最少的，但是對于網(wǎng)站的依賴性太強(qiáng)，對網(wǎng)絡(luò)的依賴同樣無法避免，不適用于項(xiàng)目開發(fā)； 方案四：使用Internet方式進(jìn)行遠(yuǎn)程信息的控制，但是這種控制方式首先是對網(wǎng)絡(luò)的依賴性很強(qiáng)，沒有聯(lián)網(wǎng)的地方就無法實(shí)現(xiàn)，因?yàn)樗@個網(wǎng)絡(luò)并不像GSM網(wǎng)絡(luò)覆蓋地域廣，再就是編程復(fù)雜。： GPRS網(wǎng)GPRS網(wǎng)絡(luò)RS232GPRS DTU發(fā)射端GPRS DTU接收端上位機(jī)MAX232AT89C51RC單片機(jī)串行EEPROMX5045行列驅(qū)動LED顯示屏幕 系統(tǒng)總框圖 system block diagram綜上所述，根據(jù)選擇，本設(shè)計(jì)選用Atmel公司的AT89C51RC單片機(jī)和廈門才茂通信科技有限公司的最新一代GPRS數(shù)傳模塊，利用GPRS網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)的傳輸。其極低廉的價格能提升您產(chǎn)品的核心競爭力；簡單靈活的配置和極高的可靠性能滿足您任何苛刻的應(yīng)用，是理想的選擇。CM3150P GPRS 所示。14）標(biāo)準(zhǔn)的AT命令界面15）可以用做普通撥號MODEM16）支持telnet功能。SIM/UIM卡接口：標(biāo)準(zhǔn)的抽屜式用戶卡接口（3V/5V）。串行通信接口標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)過使用和發(fā)展，目前已經(jīng)有幾種，但都是在RS232標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上經(jīng)過改進(jìn)而形成的。因此這個標(biāo)準(zhǔn)的制定，并未考慮計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的應(yīng)用要求。對于數(shù)據(jù)（信息碼）：邏輯1的傳輸?shù)碾娖綖?V～15V，邏輯0傳輸?shù)碾娖綖?3V～+15V；對于控制信號；接通狀態(tài)（ON）即信號有效的電平為+3V～+15V，斷開狀態(tài)(OFF)即信號無效的電平為3V～15V，也就是當(dāng)傳輸電平的絕對值大于3V 時，電路可以有效地檢查出來；而介于3～+3V之間的電壓即處于模糊區(qū)電位，此部分電壓將使得計(jì)算機(jī)無法準(zhǔn)確判斷傳輸信號的意義，可能會得到0，也可能會得到1，這樣得到的結(jié)果是不可信的，體現(xiàn)在通信上是會出現(xiàn)大量的誤碼，造成通信失敗。因此，單片機(jī)系統(tǒng)要和電腦的RS232接口進(jìn)行通信，就必須把單片機(jī)的信號電平（TTL電平）轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)的RS232電平，或者把計(jì)算機(jī)的RS232電平轉(zhuǎn)換成單片機(jī)的TTL電平，通信時候必須對兩種電平進(jìn)行轉(zhuǎn)換。在設(shè)計(jì)程序時，直接進(jìn)行數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送就可以，不需要對信號線的狀態(tài)進(jìn)行判斷或設(shè)置。在這里，主要采用專用芯片進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換的方法。8V；輸出電壓的擺動保證在EIA/TIA2232E允許的范圍內(nèi)。（3）MAX232 接收器接收器輸入電平為RS2232 電平， 輸出為TTL/CMOS電平。： MAX232與單片機(jī)的串口連接圖 Connection chart of MAX232（3）MAX232的應(yīng)用MAX232 可以用作單片機(jī)和單片機(jī)之間、單片機(jī)和PC 機(jī)串行口之間的符合RS2232 串行接口電路。 AT89C51RC單片機(jī)管腳圖Fig. AT89C51RC tube feetAT89C51RC是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器(FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory)的低電壓，高性能CMOS 8位微處理器，俗稱單片機(jī)。4K字節(jié)可編程閃爍存儲器 壽命：100寫/擦循環(huán)數(shù)據(jù)保留時間：10年低功耗的閑置和掉電模式P1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P3口：P3口管腳是8個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個TTL門電流。在平時，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的1/6。在由外部程序存儲器取指期間，每個機(jī)器周期兩次/PSEN有效。石英晶體和陶瓷諧振器都可以用來構(gòu)成自激振蕩器。空閑模式可以被任一個中斷或硬件復(fù)位終止。（4）芯片擦除：整個PEROM陣列和三個鎖定位的電擦除可通過正確的控制信號組合，并保持ALE管腳處于低電平10ms 來完成。AT89S52程序存儲陣列采用字節(jié)式編程。它與單片機(jī)的連接只有三線，SER用于數(shù)據(jù)的傳輸，RCLK用于輸出鎖存控制，而SRCLK是移位脈沖控制端。 7407引腳圖 7407 pin diagram AT89C51RC單片機(jī)程序存儲器的擴(kuò)展(1) 程序儲存器擴(kuò)展方法由于AT89C51RC單片機(jī)的RAM的只有256B，正好只能存儲8個字，而且RAM掉電后數(shù)據(jù)會丟失，為了實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與上位機(jī)GPRS模塊的通信，需要一個數(shù)據(jù)暫存空間，來臨時保存上位機(jī)傳輸過來的數(shù)據(jù)。1）引腳介紹，它共有8個引腳，各引腳的功能如下：CS ：電路選擇端，低電平有效；SO ：串行數(shù)據(jù)輸出端；SI ：串行數(shù)據(jù)輸入端；SCK：串行時鐘輸入端；WP ：寫保護(hù)輸入端，低電平有效；RESET ：復(fù)位輸出端；VCC ：電源端；VSS ：接地端 X5045引腳圖 Pinschart of X50452）工作原理X5045是一種集看門狗、電壓監(jiān)控和串行EEPROM 三種功能于一身的可編程電路。② 低電壓監(jiān)視工作時， X5045對VCC 電平進(jìn)行監(jiān)測，若電源電壓跌落至預(yù)置的最小Vtrip以下時，系統(tǒng)即確認(rèn)RESET，從而避免微處理器在電源失效或斷開的情況下工作。如果有軟件問題，如死循環(huán)或等待外部器件，看門狗定時到，就會復(fù)位微控制器。用戶可以停止時鐘，然后再啟動它, 以便在它停止的地方恢復(fù)操作。A為1表示操作的地址范圍為100H~1FFH。WEL 位是易失性只讀位。RST為復(fù)位輸出引腳，復(fù)位時輸出高電平。因?yàn)橛袝r程序跑飛時，中斷程序仍然可以正常執(zhí)行。系統(tǒng)軟件應(yīng)對“死機(jī)”恢復(fù)和上電初始化做不同的處理。實(shí)現(xiàn)的主要功能包括單片機(jī)顯示子系統(tǒng)的選擇,顯示方式選擇(包括靜態(tài)、閃動、滾動、打字等),滾動方向選擇(包括上下滾動和左右滾動)，動態(tài)顯示速度調(diào)節(jié)(即文字閃動頻率、滾動速度、打字顯示速度等)，顯示內(nèi)容輸入及顯示預(yù)覽等?！败浂〞r器”的設(shè)定值可以通過上位機(jī)PC機(jī)來改變，這樣既可實(shí)現(xiàn)LED動態(tài)顯示的速度調(diào)節(jié)，又可保持顯示內(nèi)容的流暢和無閃爍感。當(dāng)滾動指針移動到需要顯示的點(diǎn)陣數(shù)據(jù)存儲區(qū)的第1個漢字的首地址時，顯示緩沖區(qū)LED顯示區(qū)為空白，而預(yù)裝載區(qū)已保存了第1個待顯示漢字的點(diǎn)陣數(shù)據(jù)。（1）LED顯示系統(tǒng)的組成顯示部分（顯示屏）：由點(diǎn)陣顯示屏、存儲器模塊、電源及外圍電路等組成；控制部分：由單片機(jī)及外圍電路組成；計(jì)算機(jī)部分：由電腦及相應(yīng)軟件界面組成。由于脈寬調(diào)制更適合于數(shù)字控制，所以在普遍采用微機(jī)來提供LED顯示內(nèi)容的今天，幾乎所有的LED屏都是采用脈寬調(diào)制來控制灰度等級的。Visual Office 工具，例如SQL Server、Microsoft Transaction Server、Internet Information Server、Visual SourceSafe、SNA Server等。當(dāng)用戶在操作界面上點(diǎn)擊對象時，該對象就會觸發(fā)一個事件，此時該事件所對應(yīng)的程序代碼就會被執(zhí)行，從而完成了指定的操作任務(wù)。用VB設(shè)計(jì)應(yīng)用程序的前臺界面，通過ODBC連接后再去訪問后臺的數(shù)據(jù)庫，是目前開發(fā)應(yīng)用系統(tǒng)的常用方法。因?yàn)椴幌Ｍ趦蓚€窗體中重復(fù)編寫代碼，所以要創(chuàng)建一個獨(dú)立模塊，它包含實(shí)現(xiàn)公共代碼過程。2）標(biāo)準(zhǔn)模塊標(biāo)準(zhǔn)模塊（）是應(yīng)用程序內(nèi)其它模塊訪問的過程和聲明的容器。VB的每一個窗體和控件都有一個預(yù)定義的事件集。2）窗體（或窗體上的控件）接收事件。MSComm控件在串口編程時使用非常方便，程序員不必去花時間去了解較為復(fù)雜的AP函數(shù)，而且在VC、VB、Delphi等語言中均可使用。一般情況下，PC機(jī)中采用VB或者是Visual C++編寫通信程序和接口。對象所識別的事件類型多種多樣，但多數(shù)類型為大多數(shù)控件所共有?？稍陬惸K中編寫代碼建立新對象，這些新對象可以包含自定義的屬性和方法。1）窗體模塊窗體模塊（）是大多數(shù)VB應(yīng)用程序的基礎(chǔ)。模塊有三種類型:窗體、標(biāo)準(zhǔn)和類。在VB程序運(yùn)行中，需要調(diào)用庫函數(shù)的某個函數(shù)時，WINDOWS就從DLL中讀出并運(yùn)行之，例如可以將用C、C++、匯編語言等編寫的程序添加到VB程序中。（1）Visual Basic Visual Basic 。只要其對應(yīng)的行、列順向偏壓，即可使相應(yīng)LED發(fā)亮。打字顯示要求漢字在顯示屏上按從左到右的順序一個個的出現(xiàn)，如同打字的效果。滾動顯示要求需要顯示的內(nèi)容每隔一定時間向指定方向(這里以從右向左為例)移動一列，這樣顯示屏可以顯示更多的內(nèi)容。在對定時中斷調(diào)用計(jì)數(shù)時，如果調(diào)用次數(shù)達(dá)到設(shè)定值，則改變顯示內(nèi)容。 (a)上電復(fù)位通知電路 (b)上電復(fù)位通知時序 上電復(fù)位通知電路及其時序 The Circuit and Timing of Poweron reset，器件采用動態(tài)掃描驅(qū)動方式工作。④“看門狗”的超時周期T應(yīng)該根據(jù)循環(huán)程序的耗時來選擇。要使“看門狗”起到監(jiān)控作用而不產(chǎn)生非正常失效，則要綜合考慮系統(tǒng)要求和程序的特點(diǎn)進(jìn)行“看門狗”復(fù)位方案設(shè)計(jì)。WD0、WD1（Watchdog Timer）：當(dāng)用CS 選中器件后，送8 位RDSR指令，并由CLK 信號觸發(fā)即可將狀態(tài)寄存器的內(nèi)容從SO 線上讀出。WIP 位可用RDSR指令讀出。工作期間，CS必須是低電平，WP必須是高電平。⑤ SPI串行存儲器存儲器部分是帶塊鎖保護(hù)的CMOS串行EEPROM 陣列，陣列內(nèi)部組織是x8 位。在非禁止?fàn)顟B(tài)，若在定時周期內(nèi)CS端沒有出現(xiàn)由高至低電平變化，RESET端將輸出200ms的有效復(fù)位信號，防止程序跑飛或進(jìn)入死循環(huán)。在預(yù)定的定時周期內(nèi)，未從1到0的跳變時，RST輸出復(fù)位信號。(2) X5045芯片的相關(guān)參數(shù)X5045中的看門狗對系統(tǒng)提供了保護(hù)功能。： 74LS154引腳圖 Pinschart of 74LS154極限值： 電源電壓7V 工作環(huán)境溫度： 5415455～12℃ 74LS1540～70℃ 貯存溫度 －65～15℃（3）74HC595芯片的相關(guān)參數(shù) 74HC595引腳圖 Pinschart of 74HC595（1）驅(qū)動方法在行線上，采用的是六路反向器7404配合NPN三極管8050作為行驅(qū)動，同時為了增加LED顯示屏的亮度，在列線上也加上了驅(qū)動，列驅(qū)動采用的是六路同向放大器7407，同時通過多次實(shí)驗(yàn)不斷調(diào)節(jié)電阻值的大小，得出一個亮度最大的電阻極限值，從而讓LED顯示屏的亮度達(dá)到了最大。如果加上選通端GG2，最多也就六條線，其實(shí)這兩個選通端接地就可以了。但RAM，定時器，計(jì)數(shù)器，串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。片上RAM和特殊功能寄存器保持原值，直到掉電模式終止。10PF陶瓷諧振器 C1